[汽車之家 先驅(qū)者]  在上一篇的《先驅(qū)者》中，我們深入到了自動(dòng)駕駛的核心零部件領(lǐng)域,，為大家介紹了激光雷達(dá)的前世今生,，以及中國和海外市場的相關(guān)情況。這一篇我們將繼續(xù)深入了解激光雷達(dá),。為此,，我們走訪了國內(nèi)頂級的激光雷達(dá)生產(chǎn)商——禾賽科技。禾賽科技是高端激光雷達(dá)市場的一匹黑馬,，在國內(nèi)外自動(dòng)駕駛廠商中享有較高的聲譽(yù),。同時(shí)也是高端激光雷達(dá)領(lǐng)域大佬Velodyne的老對手。從禾賽的產(chǎn)品迭代上,，我們可以清晰的看到自動(dòng)駕駛的演變過程,，而他們未來的產(chǎn)品也從某種程度上預(yù)示著自動(dòng)駕駛未來的方向。

○起源·斯坦福學(xué)霸和好基友們的創(chuàng)業(yè)夢

　　2013年,，一家名不見經(jīng)傳的創(chuàng)業(yè)公司悄悄在美國圣何塞成立,。向少卿是這家創(chuàng)業(yè)公司的首席技術(shù)官,，而他的履歷對于一名工科生來說堪稱完美。本科以綜合成績?nèi)�系第一畢業(yè)于清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系,，并獲得全校級優(yōu)秀畢業(yè)生榮譽(yù),。2007年獲得全額獎(jiǎng)學(xué)金fellowship赴美國斯坦福大學(xué)留學(xué)，獲得電子工程和機(jī)械工程雙碩士學(xué)位,。

　　禾賽科技成立之初并不是一家激光雷達(dá)公司,，而是一家研發(fā)激光甲烷遙測技術(shù)的公司，說的貼近生活點(diǎn)就是研究對天然氣泄漏的檢測,。憑借著技術(shù)上的優(yōu)勢,，禾賽在成立一年后就完成了甲烷分析儀的開發(fā)，而且其對甲烷的探測響應(yīng)可以達(dá)到ppb級別（1秒的相應(yīng)時(shí)間）,，這個(gè)技術(shù)在世界上僅有四家公司可以達(dá)到這個(gè)水平,。

　　雖然激光甲烷遙測儀為禾賽科技帶來了不錯(cuò)的收益，但畢竟這是一個(gè)較為成熟的行業(yè)，同時(shí)市場也不大,，因此在2015年，三位創(chuàng)始人開始尋找一個(gè)新的市場,。孫愷發(fā)現(xiàn)了一個(gè)和激光甲烷遙測儀類似的產(chǎn)品,，這就是激光雷達(dá)。

　　正是這個(gè)建議，讓禾賽科技正式開啟了激光雷達(dá)之路,。

○從32線到40線，高端是禾賽科技的標(biāo)簽

　　得益于激光甲烷遙測儀的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),，以及在光電領(lǐng)域的技術(shù)積累,，禾賽發(fā)現(xiàn)他們開發(fā)激光雷達(dá)并沒有太多瓶頸，因?yàn)樵诠怆娫O(shè)計(jì),、信號處理等方面都有很多類似的地方，甚至工程師們的工作都有相通之初,。

　　至于Velodyne的64線產(chǎn)品（Velodyne,，激光雷達(dá)界的頂級公司,，類似谷歌在搜索界的地位）則是土豪公司專享,，更多廠商還是希望能得到性價(jià)比更合適的產(chǎn)品。因此從32線激光雷達(dá)發(fā)布,，禾賽科技就開始進(jìn)入不少自動(dòng)駕駛公司的視線,。

　　不過,，在完成了第一個(gè)32線激光雷達(dá)的開發(fā)后,，禾賽科技的極客們也發(fā)現(xiàn)了不少的問題,。從前禾賽生產(chǎn)的激光甲烷遙測儀雖然也會應(yīng)用在某些惡劣的場景,，但總體來說并沒有那么苛刻，但激光雷達(dá)顯然并不相同。

　　但是對于激光雷達(dá)來說，它的內(nèi)部精密而復(fù)雜,，同時(shí)除了激光器還要有旋轉(zhuǎn)部件,，如果在室內(nèi)工作還不需要考慮太多,，但如果在室外遭遇各種風(fēng)霜雪雨那簡直是對精密儀器的摧殘，同時(shí)車輛的振動(dòng)還有外界空氣的濕度,、雨水等也是對激光雷達(dá)的巨大挑戰(zhàn),。

　　這些問題給了禾賽科技的極客們當(dāng)頭一棒，汽車工業(yè)的門檻顯然沒有想象中那么簡單,，而且門票也十分昂貴,，另一方面激光雷達(dá)也確實(shí)是個(gè)新興領(lǐng)域，大家都是摸石頭過河,，從生產(chǎn)鏈上將都有沒現(xiàn)成的產(chǎn)業(yè),，因此都需要禾賽科技自己去摸索創(chuàng)新。（后來禾賽自己開發(fā)了自己的激光雷達(dá)測試流程，下面視頻就是部分測試的紀(jì)錄,。）

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　　而學(xué)霸之所以成為學(xué)霸，是因?yàn)樗麄兏�愿意迎難而上,。鏡頭不好設(shè)計(jì),，可以找卡爾蔡司，電子系統(tǒng)不好設(shè)計(jì)有蘋果的首席向少卿,，激光器不好研究有斯坦福的老師,，通過多方面的力量，禾賽科技在發(fā)布32線一年后,，再次研發(fā)出了自家真正意義上的商業(yè)產(chǎn)品——Pandar 40,。

　　最重要的是專門對自動(dòng)駕駛優(yōu)化了掃描線分部，同時(shí)垂直角分辨率只有0.33°,，探測距離高達(dá)150米,，這樣的數(shù)據(jù)表現(xiàn)全面超越了當(dāng)時(shí)的Velodyne64線激光雷達(dá)。

　　數(shù)據(jù)不能當(dāng)飯吃,，只有實(shí)測才能見真章,。在實(shí)際測試中，對于50米外的行人探測,，我們可以清楚的看到不同角分辨率激光雷達(dá)的情況,，禾賽40線激光雷達(dá)人身上會有6條線，Velodyne 64線會產(chǎn)生5條線,，而Velodyne 16線只會產(chǎn)生1條線,。

　　 從禾賽40線激光雷達(dá)和Velodyne 64線的模擬點(diǎn)云圖里能清楚地辯認(rèn)出人形，但在Velodyne 16線上則完全看不出人形,。

　　Pandar 40的出現(xiàn)徹底盤活了禾賽科技的激光局,，在隨后的“激光大戰(zhàn)”中，禾賽科技這家名不見經(jīng)傳的公司產(chǎn)品開始被自動(dòng)駕駛公司熟知,，尤其是國外自動(dòng)駕駛廠商開始選擇禾賽的激光雷達(dá)作為“替代產(chǎn)品”,。

　　與此同時(shí)，國內(nèi)自動(dòng)駕駛公司也開始注意到禾賽,，之前投在過Velodyne的百度也開始使用禾賽的產(chǎn)品,，同時(shí)文遠(yuǎn)知行、Auto X等也開始和禾賽科技緊密合作,。

　　在Pandar 40發(fā)布后的一年里,，禾賽可以說既展示了自己的實(shí)力，又從很多OEM以及Tier 1中學(xué)到了大量經(jīng)驗(yàn),，他們更了解自動(dòng)駕駛公司對產(chǎn)品的需求,，同時(shí)也對自家的產(chǎn)品有了更多的認(rèn)知,。因此以40線激光雷達(dá)為核心，他們陸續(xù)開發(fā)出多個(gè)系列,。比如Pandar40的升級版,，Pandar40P亦或是更注重性價(jià)比的Pandar40M。

　　你是不是有過這樣的疑惑,，激光雷達(dá)在測距的時(shí)候,，會把一束光打到遠(yuǎn)處的物體上，迅速被反射回來,，通過光傳播的時(shí)間和速度就可以準(zhǔn)確地算出汽車與障礙物之間的距離,。那么如果有兩臺自動(dòng)駕駛車一起行駛在馬路上，不同激光雷達(dá)之間是否會發(fā)生干擾呢,？答案當(dāng)時(shí)是肯定的,，而且這個(gè)問題確實(shí)是行業(yè)內(nèi)一個(gè)很大的難題。我們知道惡劣的環(huán)境比如霧霾,、大雪都會對激光雷達(dá)產(chǎn)生一定影響,，但激光雷達(dá)可以依靠算法進(jìn)行消除，而不同激光雷達(dá)的脈沖波很難被算法消除,，它極易產(chǎn)生混淆,，這就會讓激光雷達(dá)產(chǎn)生噪點(diǎn)。這些噪點(diǎn)會直接影響自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對于障礙物的判斷,，那結(jié)果將是十分致命的。

　　禾賽科技的一個(gè)技術(shù)點(diǎn)就在于擁有抗干擾能力,。具體來說,，禾賽將自家的激光雷達(dá)的每束光都進(jìn)行了加密，只有符合條件的光才能被系統(tǒng)接收,，因此禾賽的激光雷達(dá)具有完全抗干擾的能力,，這樣激光雷達(dá)就完全不受其他激光雷達(dá)的干擾，點(diǎn)云也不會出現(xiàn)噪點(diǎn),，對于障礙物會有更準(zhǔn)確的判斷,。

　　第二個(gè)優(yōu)勢在于測量的距離很遠(yuǎn)（Pandar40P測距可達(dá)200m）。激光雷達(dá)的探測距離是一個(gè)很重要的性能指標(biāo),，也是很多廠商喜歡拿來對比的數(shù)據(jù),，而探測距離遠(yuǎn)的好處并不僅僅是我們理解的可以更早發(fā)現(xiàn)障礙物，還有一個(gè)被大家忽略的優(yōu)點(diǎn)在于可以提高對近距離物體的感知能力,。

　　道路上的物體其實(shí)擁有不同的反光率,，顏色其實(shí)也會對反射率產(chǎn)生一定影響。如果我們測遠(yuǎn)能力進(jìn)行了提升,，那么在近距離的探測中就可以得到更多的障礙物細(xì)節(jié),，這在激光雷達(dá)專業(yè)領(lǐng)域稱其為“有效感知點(diǎn)”提升,。更多的有效感知點(diǎn)帶來的好處就是更好的準(zhǔn)確性，同時(shí)魯棒性也會相應(yīng)提高,。

　　Pandar40M則是一個(gè)更經(jīng)濟(jì)性的選擇,，它的探測距離被限制在0.3m-120m，性能比Pandar40P也略遜一籌,，不過價(jià)格要更美麗,。

　　總的來說，這種雷達(dá)的主要特點(diǎn)就是在于汽車盲區(qū)探測,，當(dāng)然產(chǎn)品定位依然走高端路線,，因此它的售價(jià)是4999美元。

　　當(dāng)時(shí)德國“朋友”為了刁難中國廠商,，給出了開發(fā)160線激光雷達(dá)的要求,，如果能夠開發(fā)，那么就可以競標(biāo),，本來德國人認(rèn)為這是一個(gè)不可能完成的項(xiàng)目,，但禾賽竟然用了3個(gè)月完成了開發(fā)，這件事情也讓德國人大為吃驚,，同時(shí)也對禾賽刮目相看,。

　　而禾賽因?yàn)殚_發(fā)160線激光雷達(dá)的經(jīng)驗(yàn)，很輕松的開發(fā)出了這款128線的激光雷達(dá)產(chǎn)品,。Pandar128從設(shè)計(jì)之初的目標(biāo)就非常明確,，瞄準(zhǔn)車規(guī)和量產(chǎn)要求的旗艦激光雷達(dá)。

　　從禾賽激光雷達(dá)的發(fā)展很清晰地看出,，禾賽在開發(fā)激光雷達(dá)之后,，其實(shí)發(fā)展方向很明確，首先掌握核心技術(shù)和設(shè)計(jì),，其實(shí)主打高端市場,。而它的發(fā)展也確實(shí)如同芝麻開花，這自然也引起了行業(yè)大佬的注意,，在2019年Velodyne以侵犯專利為由將禾賽科技告上美國法院,，而禾賽自然不甘示弱，在中國和德國將Velodyne同樣告上法庭,。整個(gè)過程并沒有在外界引起太多影響,，但內(nèi)部的險(xiǎn)惡自然可想而知，我也不愿意去猜測中間的故事,，但最終結(jié)果是兩家達(dá)成了和解,，而Velodyne也在去年推出了中國市場，而在關(guān)鍵技術(shù)上,，最終倆家也達(dá)成了全球?qū)＠�交叉許可協(xié)議,，這場鬧劇最終也被人們漸漸忘卻……

○機(jī)械要被淘汰,，固態(tài)才是未來？

　　在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,，我們經(jīng)常會聽到這樣的聲音,，固態(tài)雷達(dá)是未來，機(jī)械雷達(dá)馬上被取代,。但真實(shí)情況是,，我們體驗(yàn)的每個(gè)Robotaxi車隊(duì)都是采用機(jī)械式激光雷達(dá)的方案，而固態(tài)雷達(dá)的身影卻沒有出現(xiàn),。

　　實(shí)際上,，何謂固態(tài)雷達(dá)這問題在業(yè)內(nèi)早有爭議。一般來說,，目前業(yè)內(nèi)會把非完全旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)成為固態(tài)雷達(dá),，但是也有專家認(rèn)為（比如禾賽的工程師們）這種命名方式并不夠準(zhǔn)確，其實(shí)目前的固態(tài)雷達(dá)內(nèi)部也有微小的移動(dòng)部件,，比如MEMS固態(tài)雷達(dá),，它內(nèi)部有掃描鏡等機(jī)械設(shè)備，因此不能算嚴(yán)格的固態(tài),。

　　那么固態(tài)激光雷達(dá)有什么優(yōu)勢呢,？首先就是車規(guī)級，說白了就是可靠性強(qiáng),。但是這確實(shí)有待考究,，我們經(jīng)常說固態(tài)雷達(dá)沒有旋轉(zhuǎn)部件容易做車規(guī)，但其實(shí)目前奧迪A8上的法雷奧的激光雷達(dá)是一款MEMS激光雷達(dá),，它內(nèi)部也擁有旋轉(zhuǎn)部件,，但也并未妨礙這款雷達(dá)的車規(guī)級應(yīng)用。所以在我看來對于機(jī)械式激光雷達(dá),，它的外形才是不容易車規(guī)級的關(guān)鍵因素。

　　其次是分辨率高,，這是固態(tài)激光雷達(dá)在技術(shù)層面上最大優(yōu)勢,。相比于機(jī)械雷達(dá)固定的垂直角分辨率（Velodyne 128線雷達(dá)是0.11°），固態(tài)雷達(dá)由于采用了連續(xù)掃描的方式,，其垂直和水平角分辨率在低幀率（比如5Hz）下可以做到0.03°,，生成“圖像級”的效果，是機(jī)械雷達(dá)無法比擬的,。（此處信息來自孫愷博士的研究）

　　最后就是成本問題,。固態(tài)雷達(dá)的元器件要遠(yuǎn)少于機(jī)械激光雷達(dá)，因此成本確實(shí)會降低,。

　　當(dāng)然,，既然是技術(shù)積累,，那么必然有條理的研發(fā)思路，他們的思路就是研發(fā),、部署,、推廣并行。整個(gè)固態(tài)產(chǎn)品在2017年開始研發(fā),，主要重心在微振器件方面,，同時(shí)進(jìn)行研發(fā)了激光器。最終在2019年完成了三代的迭代,。目前禾賽最新的固態(tài)激光雷達(dá)其探測距離高達(dá)300m,，水平視場角能達(dá)到60°，垂直視場角可達(dá)20°,，同時(shí)可以進(jìn)行5°的上下調(diào)整,，抗干擾能力也沒有缺席。

○關(guān)于未來,，禾賽野心勃勃

　　從市場來看,，禾賽已經(jīng)在高端激光雷達(dá)市場站穩(wěn)腳步，但顯然他們并不滿足,。出貨量更大的中,、低線束市場將成為他們未來的新戰(zhàn)場，而為此他們也祭出了自己的“大殺器”——自研芯片,。

　　芯片這個(gè)話題在今年可謂是汽車圈的熱詞,。不管是供應(yīng)商還是車企，但凡業(yè)務(wù)上和芯片沾邊都自稱芯片自研,，但顯然芯片并不是那么容易入場的,，所以禾賽所謂的自研芯片是“真李逵”嗎？

　　自研的激光雷達(dá)芯片可以帶來低成本架構(gòu)的產(chǎn)品,，因此對于價(jià)格敏感的廠商會更感興趣,，同時(shí)可以應(yīng)對未來的大規(guī)模量產(chǎn)。

　　而對于禾賽來說,，自研芯片僅僅是開始,，未來禾賽將會誕生更多的芯片方案，并將其應(yīng)用在目前的產(chǎn)品線上,，那么這將會推進(jìn)禾賽的各類產(chǎn)品以更好的性能和性價(jià)比與我們見面,，我們也相信這會持續(xù)降低激光雷達(dá)市場的價(jià)格，從而反向促進(jìn)激光雷達(dá)市場的發(fā)展,。

　　點(diǎn)評：陌生人可能并不了解禾賽科技,，它作為激光雷達(dá)市場里的一支不可忽視的力量，在世界自動(dòng)駕駛領(lǐng)域都是十分著名的供應(yīng)商,，整個(gè)團(tuán)隊(duì)有豐富的激光傳感器開發(fā)經(jīng)驗(yàn)：設(shè)計(jì)四代蘋果iPhone電子系統(tǒng)的電子工程師,、卡爾蔡司負(fù)責(zé)鏡頭設(shè)計(jì)的光學(xué)工程師,、斯坦福大學(xué)激光傳感器研究科學(xué)家等等，如果你有機(jī)會前往他們在上海的總部,，你一定也會被這種科技公司的風(fēng)格所吸引,，可以說每位員工都有獨(dú)特的個(gè)人魅力。而他們的產(chǎn)品也確實(shí)和目前市場上的激光雷達(dá)有所區(qū)分,，從設(shè)計(jì)到做工都顯得更有質(zhì)感,，這可能也和創(chuàng)始人蘋果的經(jīng)歷有一定關(guān)系。

　　現(xiàn)在,，禾賽正殺入中,、低線激光雷達(dá)市場，而憑借自研芯片進(jìn)一步降低了成本,，這也將成為其市場競爭力的關(guān)鍵一環(huán),，未來禾賽能否成長為激光雷達(dá)市場中的“關(guān)鍵先生”，我們拭目以待吧,。（圖/文 汽車之家 冷曉陽）注：部分圖片來自禾賽官方資料,。

往期回顧：

先驅(qū)者（3）中國激光雷達(dá)企業(yè)逆襲記

先驅(qū)者（2）機(jī)器視覺領(lǐng)域的中國挑戰(zhàn)者

先驅(qū)者（1） 一文了解世界自動(dòng)駕駛格局